Железные, железокаменные и ахондриты. Железные метеориты.
У большинства железных метеоритов, когда их распилят, отполируют и протравят кислотой, на обработанных поверхностях обнаруживается решетко- образный узор, который называют видманштеттовыми фигурами. Такой узор возникает в том случае, если при понижении температуры два кристаллизующихся минерала уже не могут полностью смешиваться в твердом виде.
Предположим, атомы двух элементов сходны, но не идентичны (таковы, например, атомы железа и никеля), и поэтому они, каждый в отдельности, образуют кристаллические решетки, слегка отличающиеся одна от другой. При высокой температуре эти два типа атомов могут свободно обмениваться в кристалле вследствие рыхлой упаковки в расширившейся кристаллической решетке. Но при понижении температуры различие между атомами разных типов становится заметным.
Наступает момент, когда энергия всей системы может быть уменьшена путем распределения атомов в две различные решетки с преобладанием разных элементов, даже если при этом в местах стыка решеток не получается хорошего совпадения границ.
Чтобы несовпадение было минимальным, новые решетки растут в материнской решетке вдоль преобладающих направлений в виде пластинок экссолюции (распада твердого раствора). Знакомый петрологам примерпертитовая структура в щелочных полевых шпатах.
Рассмотрим смесь, содержащую, скажем, 10% никеля в железе, при начальной температуре 1000°С
Рассмотрим смесь, содержащую, скажем, 10% никеля в железе, при начальной температуре 1000°С. При этой температуре оба элемента полностью смешиваются в твердом растворе, но когда температура падает до точки В, это уже не так. Ниже точки В внутри решетки тэнита (у-фазы никелистого железа) образуется камасит (а-фаза никелистого железа) , имеющий состав Вх. Дальнейшее охлаждение до точки С увеличивает несходство двух кристаллических решеток, хотя доли Ci и С2 должны быть такими, чтобы в общем составе было 10% Ni и 90% Fe.
Камасит образуется внутри тэнита вдоль определенных плоскостей
Камасит образуется внутри тэнита вдоль определенных плоскостей, соответствующих поверхностям октаэдра; поэтому для таких метеоритов иногда используется название «октаэдрит». Поверхности октаэдра (состоящего из двух пирамид, примыкающих основаниями) принадлежат только четырем плоскостям, так как противоположные грани параллельны, и на случайных срезах через кристалл появляются разнообразные видманштеттовы фигуры, похожие, однако, на узоры, которые видны на рис.
Для полного развития пластинок экссолюции необходимо, чтобы у атомов было достаточно времени для перераспределения путем диффузии в твердом состоянии, а поскольку при понижении температуры диффузия замедляется, в конце концов состав кристаллических решеток оказывается «замороженным». Чем быстрее происходит охлаждение, тем выше температура торможения диффузии. Детальное исследование состава пластинок экссолюции в ряде железных дает для скорости охлаждения величины порядка 1-10°С за миллион лет.
Такое медленное охлаждение лучше всего объясняется, если предположить, что каждый такой метеорит был частью горячего тела, остывавшего медленно из-за своего размера, а также вследствие изолирующего действия «мантии», состоявшей из силикатов. Расчеты показывают, что диаметр такого тела должен быть порядка нескольких сотен километров, что сравнимо с размерами крупных астероидов.
27% от всех метеоритов, хранящихся в собраниях, это железные (формально их называют сидеритами), но, согласно статистике находок в Антарктиде, они составляют только 6% от числа падений. Это объясняется тем фактом, что они разрушаются гораздо медленнее, чем другие метеориты и тем, они гораздо заметнее и их легче найти.
Крупнейшие известные метеориты это железные. Наибольший их всех находится в месте падения в Гоба, Намибия. Он был открыт в 1920г. и его вес оценивается в 70 тонн. Второй по тяжести метеорит находится в Музее Естественной истории а Нью-Йорке. Он был найден в Кейп-Йорке, Гренландия, и доставлен на корабле в конце XIX века, его вес 59 тонн.
Существует большое разнообразие среди железных метеоритов и всегда было трудно классифицировать их. В действительности они делятся на 13 групп (IAB, IC, IIAB, IIC и т.д.) согласно их химическому составу, особое внимание уделяют количеству галлия, германия и иридия, содержащихся в составе метеоритов в сотых долях процента.
Химический и статистический анализы показывают характерные структуры распределения, что позволяет нам классифицировать эти метеориты. Однако и сейчас 25% из них определяются как «аномальные», так как они не подходят к уже известным структурам распределения.
Железные метеориты также классифицируются согласно их внутренней структуре или по содержанию никеля. Было установлено, что не железные метеориты содержат менее 5% никеля. Установлено, что железные метеориты состоят из смеси двух различных минералов с одинаковой химической формулой (Fe, Ni), но различными структурами - камасита и таэнита. Преобладание одного или другого минерала зависит от условий охлаждения и процента содержания никеля.
- Октаэдриты
они имеют 8-стороннюю структуру и содержат от 7 до 15% никеля. Травление полированной поверхности пластинки метеориты раствором азотной кислоты проявляет рисунок структуры октаэдрита, состоящей из полос камасита в 4-х плоскостях, пересекающих одна другую под углом 60º, четвёртая плоскость параллельна поверхности. Эти плоскости ограничена таэнитом и пространство между ними заполнено микрокристаллической смесью этих минералов, названной плесситом, они образуют Видманштеттеновы фигуры, получившиеся в результате остывания этого железо-никелевого сплава. Система линий, пересекающих друг друга параллельно двум, трём и более осям, изменяется в зависимости от угла рассматриваемой поверхности кристаллизации.
Со времён изучения Чермака известно 6 подгрупп, базирующихся на ширине линий камасита, потому что существует прямая зависимость между этой шириной и содержанием никеля. Эти подгруппы кодируются как Ogg, Og, Om, Of, Off, Opl (от «очень грубая структура» до «очень тонкая»).
- Атакситы
их структура не видна невооруженным взглядом (отчего они так и названы), потому что ширина Видманштеттеновых фигур уменьшается тем сильнее, чем больше в метеорите никеля и они совершенно исчезают когда его содержание превышает 15%. Количество никеля может достигать 60%.
- Гексаэдриты
они содержат 5-6% никеля, соединяются в большие гексаэдры (кубы) камасита. Они даже могут быть просто одним кристаллом (кубом), разрушенным после удара. Если поверхность куба обработать азотной кислотой, можно получить рисунок параллельных полос, Нейманновых линий. Они были сформированы давлением и нагрузкой на камасит температур в пределах от 300ºС до 600ºС. И если образец состоит из нескольких кристаллов, то ориентация линий будет различной на каждом из них.
МЕТЕОРИТ
Характеристика минерала.
Каменные и железные тела, упавшие на Землю из межпланетного пространства, называются метеоритами, а наука, их изучающая - метеоритикой. В околоземном космическом пространстве движутся самые различные метеороиты (космические осколки больших астероидов и комет). Их скорости лежат в диапазоне от 11 до 72 км/с. Часто бывает так, что пути их движения пересекаются с орбитой Земли и они залетают в ее атмосферу. В отдельных случаях крупное метеорное тело при своем движении в атмосфере не успевает испариться и достигает поверхности Земли. При ударе о землю метеорит может рассыпаться в пыль, а может и оставить осколки. Этот остаток метеорного (небесного) тела называется метеоритом. На протяжении года на территорию России, например, выпадает около 2000 метеоритов.
Все метеориты считаются научным достоянием и исключительной собственностью государства, на территорию которого они упали (вне зависимости от того, кто именно нашел метеорит) - таковы международные нормы. Никто из граждан не имеет права владеть метеоритами, покупать или продавать их.
Рутил по гематиту. Сен-Готард, Швейцария (возможная
Метеорит "Сеймчан" (спил). Фото: А.А. Евсеев.
Рутил на гематите. Mwinilunga, Zambia (возможная
псевдоморфоза по метеориту). 3х3 см. Фото: А.А. Евсеев.
Рутил на гематите по ильмениту. Mwinilunga, Zambia
(возможная псевдоморфоза по метеориту). Фото: А.А. Евсеев.
В зависимости от химического состава метеориты подразделяются на каменные, железные и железокаменные метеориты. Железные и железокаменные метеориты практически полностью состоят из никелистого железа. Их выпадает около 20% от общего количества. Недавно упавший каменный метеорит найти очень легко, так как вокруг места падения образуется заметный кратер, а железные невозможно отличить от обычных камней, так как зачастую их поверхность полностью оплавляется и приобретает сероватый или коричневатый цвет. Поэтому железные и железокаменные метеориты находят очень редко (из-за отсутствия у населения металлоискателей). Всем известны так называемые "горячие камни с неба", то они в 25% случаев оказываются железокаменными метеоритами, на них, например, металлоискатель реагирует как бы с небольшим запозданием, после прохождения над ними. Железные метеориты отличаются очень четким откликом от металлоискателя.
Самым лучшим местом для поиска метеоритов является гладкая степь - 45% от всех находок делается именно здесь. Если вы живете в другой климатической зоне, то можно отправиться на поиски в поле (37% от всех находок). Лесные поляны и берега рек не очень подходят для этих целей. Хорошим местом для поиска являются русла горных рек, выстланные округлыми камнями.
Метеориты находят значительно реже, чем тектиты. Проверить, нашли ли Вы железный метеорит, это можно простым способом: железные метеориты на сколе обычно блестят как железо или как никель. Если вы нашли железокаменный метеорит, то на изломе видны рассеянные мелкие блестящие частички серебристо-белого цвета. Это - включения никелистого железа. Среди таких частичек встречаются золотистые блестки - включения минерала, состоящего из железа в соединении с серой (пирит). Бывают метеориты, которые представляют собой как бы железную губку, в пустотах которой заключены зерна желтовато-зеленого цвета минерала оливина (гранат, образующийся в месте падения и удара об землю метеорита, частый спутник алмазов в алмазных трубках). На фото вверху - кратер от падения метеорита в Узбекистане. На фото внизу приведены различные железные и каменные метеориты, хранящиеся как экспонаты в минералогических музеях или даже под открытым небом.
Если небесное тело не долетает до земли и полностью сгорает в атмосфере, оно называется болидом или метеором. Метеор прочерчивает яркий след, болид как бы горит огнем в полете. Никаких следов на поверхности земли, соответственно, они не оставляют, в атмосфере Земли ежегодно сгорает огромное число небесных тел. Искать их следы на земле в месте предполагаемого падения совершенно бесполезно, даже если болид или метеор прочертили в небе очень яркий и заметный ночью след. Днем сгорающие в атмосфере болиды и метеоры не видны на солнечном свету. Космические тела, состоящие преимущественно из сухого льда, также испаряются в атмосфере, хотя они летят, оставляя очень заметный и яркий след в темноте.
Загрузка...
